Volkanik kül bulutundaki parçacıklar birbirine sürtündüğünde bazıları pozitif, diğerleri negatif yük alır; şimdi fizikçiler nihayet bu farklı yüklerin nasıl belirlendiğini açıkladılar
Guatemala’da Volcán de Agua’ya yıldırım düştü
Fizikçiler volkanik yıldırımın oluşmasına neden olan süreçle ilgili uzun süredir devam eden bir gizemi çözdüler: Benzer parçacıklar birbirine sürtündüğünde neden bazıları pozitif yüklenirken diğerleri negatif yüklenir?
İki nesne birbirine değdiğinde oluşan elektrik yükü değişimine triboelektrik etki adı verilir ve saçın sürtünmeden sonra balona doğru çekilmesine neden olur.
Volkanik kül bulutunda dönen silikon dioksit parçacıkları çarpıştıkça elektrik yükü alışverişinde bulunur. Pozitif ve negatif yüklü parçacıklar ayrılır ve ikisi arasında akım geçtiğinde yıldırım meydana gelir.
Ancak fizikçiler, aynı malzemenin iki parçacığı arasındaki simetriyi neyin bozduğunu ve yükün şu ya da bu şekilde akmasına neden olan şeyin ne olduğunu açıklayamadılar.
Şu anda Barselona Özerk Üniversitesi’nde görev yapan Galien Grosjean, “Çok sayıda aday var” diyor. “İnsanlar nemin, pürüzlülüğün veya kristal yapının önemli olduğundan şüpheleniyor.”
Klosterneuburg’daki Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde çalışırken Grosjean, cevabın parçacıkların yüzeyindeki karbon içeren moleküllerde yatıp yatmadığını merak etti. Bu tür moleküller doğada her yerde bulunur ve malzeme bilimcileri bu kirletici maddeleri minimumda tutmaya çalışır. Ancak Grosjean ve meslektaşları, örneklerinin temizliğinin elektrifikasyona ne kadar etki ettiğini takip etti.
Ultrason ile küçük bir silikon dioksit parçacığını havaya kaldırdılar, aynı malzemeden yapılmış bir hedef plakaya bir kez sıçramasını sağladılar ve ardından yükünü ölçtüler. Grosjean, “Pozitif veya negatif şarj edebilir. Eğer pozitifse, onu pişirir veya temizlerdik ve deneyi yeniden yapardık; sonra negatif şarj olurdu” diyor.
Numunelerin analizi, karbon içeren moleküllerin uzaklaştırılmasının gerçekten de kontrol faktörü olduğunu gösterdi. Grosjean, “Bu etkinin her şeyin üstesinden geldiğini gördük” diyor.
Başka bir ipucu da, temizlenmiş bir numunenin yaklaşık bir gün sonra tekrar pozitif yüklü hale gelmesiydi; bu aynı zamanda havadan yeni bir karbon molekülü tabakasını ne kadar hızlı elde edeceği anlamına da geliyordu.
Cleveland, Ohio’daki Case Western Reserve Üniversitesi’nden Daniel Lacks, çalışmadan etkilendi. “İnsanlar yüzeylerde çok fazla pislik bulunduğunu biliyorlar. Ancak triboelektrik şarjda bunun ortaya çıktığını hiç görmedim” diyor.
Keşfin fizikçiler için kötü bir haber olabileceğinden korkuyor. Eğer karbon kirliliği şarj yönünü belirliyorsa, parçacıkların nasıl şarj edildiğini tam olarak hesaplamak çok zor olacaktır. Lacks, “Tahmin hiçbir zaman gerçekleşmeyecek bir şey olabilir” diyor.
